机器生命设计方案.pdf

机器生命设计方案这个机器生命方案采用ATmega16 单片机做控制器，单片机的 8 路 AD通道和其余 24 个 IO 接口都被使用AVR单片机 AD转换频率高于音频，可以用来进行简单的语音采集机器生命的程序较复杂，而 AVR 单片机适合进行快速复杂运算本设计的电路板上除了ATmega16 单片机外，还有2 个 LG9110电机驱动芯片、2个 LM386音频功放芯片，和 LM393电压比较器芯片，再加上少量电阻电容和三极管，电路简洁，适合初学者和中级爱好者动手制作LCD采用通用 1602模块，支持 3 位控制线 4 位数据线，如果你采用IO口复用技术，可用6 条线控制 LCD模块此方案涉及光电检测、自动充电、语音识别、超声波测距、键盘（4 个碰撞开关）、LCD液晶显示、电机驱动等技术，这些都是动手做简单机器人的基本技术，如果爱好者能把这个机器生命做好，那么你的电路设计、调试经验和编程能力都会有很大的提高这个机器生命的技术含量相当于20世纪 70 年代国际机器人领域的先进水平当时已经有很多非常精密和复杂的工业机器人被应用，但这种简单的机器人怎么能称作先进呢？因为技术的复杂和技术的先进不是一个概念，复杂+精密不一定等于先进。

先进的东西不一定复杂和精密主要功能：A 寻光我们可以用光电二极管来检测光线强弱当然也可以用光敏电阻将光名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -敏电阻和一个固定电阻串联接在电源正负极之间，光敏电阻靠近正极一侧从光敏电阻和固定电阻连接点引出导线接到ATmega16 的 AD转换输入口当强光照在光敏电阻时，光敏电阻阻值变小，因此其压降变小，而固定电阻分压增多，引出的 AD检测电位升高，被单片机转化为数字量后判断光线增强机器生命有5 个光电传感器，其中 4 个面向机器人前后左右四个方向，另一个指向太阳能板所面对的方向通过编程可以让机器人自主移动到光线最强的地方B 充电本设计采用 4.8V 镍氢充电电池为系统供电太阳能电池板正负极通过一个三极管与电池正负极相连有一个电压比较器比较电池电压与太阳能板的压差，如果压差高于某值，比较器控制三极管导通，太阳能电池板对充电电池充电充电电池电压上升，当高于某值时控制三极管关断，结束充电为使太阳能板能对电池组充电，要求太阳能板在阳光直射下输出电压高于8VC 语音识别用 AVR单片机的高速 AD检测功能能实现简单的语音识别声音信号被驻极体电容话筒接收后送至LM386音频功放芯片放大和过滤后送至单片机AD转换口，单片机对音频信号幅值采样转化为一组数字，然后对这组进行取方差运算，得出一个特征值，该特征值可以用于简单的语音识别。

比如你发一个“e”，方差应该比较小，如果你发“p”爆破音，方差应该较大当然，如果你用更复杂的数据处理，会得到更好的识别效果本设计使用了 2 路声音信号，目的是让单片机判断出声源的大体方位名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -D 超声波测距用 AVR的 1 个 IO 口输出 40KHz信号送至超声波发射电路，当超声波遇到障碍物返回后，被超声波接收头接收，信号经CX20106A 解码芯片处理，得到一个低电平脉冲，用该脉冲引发AVR单片机中断，AVR 通过检查发波和收到回波之间的时间差即可算出障碍物距离E 电机驱动本设计采用 2 片 LG9110电机驱动芯片驱动两台直流减速电机LG9110输出最大电流为 800mA，仅需要 2 条控制线与单片机IO 口直接相连即可控制一台电机正反转或者停止LG9110仅有 8 个引脚，使用非常方便F 让机器生命更聪明我的这个机器生命设计方案能实现最酷的效果是：白天，阳光明媚，机器生命跑到阳光底下晒太阳，太阳光会随着时间变化，机器生命能自动跑到最合适的位置享受日光浴到了晚上，机器生命会找个安静的地方闭目养神，等待明天太阳升起你可以训练机器生命，让它知道自己的名字叫什么。

比如你叫着它的名字，同时站在它面前用强光照射它的太阳能电池板，如此反复训练，会使机器生命听到自己名字后向声源方向跑去，在距离声源一定远处停止，因为以往这样做它都能享受强光照射并充电这就如同真正的宠物狗，你叫它名字它就跑到你跟前希望能获得食物这一切都是完全能够实现的，关键就在于编程序实现它G 想象无极限，你的机器宠物将无所不能以上方案中，ATmega16 的功能被发挥到极致，以至于没有空闲的IO 口，系统不能再扩展了如果你用 ATmega128 单片机做，那么它拥有 53 个 IO 口，30多个中断，128Kb的程序存储器，4Kb的 RAM，使得你能编写更复杂的程序、储存更多的动态数据、连接更多的外设，你的机器生命将变得非常有生命力比如加入三轴加速度传感器、地磁传感器、GPS 定位、雨水传感器甚至摄像头、无线通信模块等，重新设计一个坚固和强劲的底盘，你的机器生命就可以在室外自由探索了以上芯片外设来源说明：在淘宝上购买很容易底盘：高级履带式 1：16 电动坦克模型加速度传感器、地磁传感器：美国AD公司的 ADXL330 加速度传感器 GPS定位：几十元的车载外置GPS 天线本文改编自刘天龙制作机器人常用的单片机性能特点及使用经验名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -。